JP2003234465A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JP2003234465A
JP2003234465A JP2002029107A JP2002029107A JP2003234465A JP 2003234465 A JP2003234465 A JP 2003234465A JP 2002029107 A JP2002029107 A JP 2002029107A JP 2002029107 A JP2002029107 A JP 2002029107A JP 2003234465 A JP2003234465 A JP 2003234465A
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conductive film
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film
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Masayuki Okada
雅幸 岡田
Masaru Sugimoto
大 杉本
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Sony Corp
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Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 オンチップレンズの形成後にスクライブライ
ン領域の絶縁膜を除去するのでは、その除去のための工
程が必要となり、製造工程の増加につながる。 【解決手段】 CCD撮像装置の製造において、スクラ
イブライン領域13に1層目の導電性膜14および2層
目の導電性膜17を残存させた状態で平坦化層23を形
成することで、平坦化層23の上にカラーフィルタ層2
4やオンチップレンズ25を形成する際の塗布ムラの発
生を抑える一方、スクライブライン領域13上の導電性
膜14,17についてはそのまま残して、ダイシング工
程で一緒にスクラブすることでその除去のための工程を
不要とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法に関し、特に導電性材料であるポリシリコンやアモ
ルファスシリコンを用いて電極層を成膜し、スクライブ
ライン領域にてダイシングする半導体装置の製造方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】半導体装置、例えばCCD(Charge Coup
led Device)撮像装置に代表される固体撮像装置では、
近年、画素数の増大と装置の小型化において著しい向上
が図られてきた。また、感度ムラや色ムラの防止と集光
率の向上の両立のため、下地平坦化上層にレンズを形成
し、多色再現性と色ムラ防止を目的としたカラーフィル
タとマイクロレンズの製造および配設技術においても種
々の工夫が試みられるに至っている。
【0003】一方、CCD撮像装置を始めとする固体撮
像装置では、装置に対するさらなる小型化と高解像度化
の要請が高く、高集積化の進展に伴い単位画素当たりの
占有面積が縮小され、同時にセンサ部の開口面積も縮小
の方向にある。ところが、センサ部の開口面積の縮小化
により、センサ部に採り込まれる光量が不足し、SN比
を確保するのに充分な光誘起電荷を発生させることが困
難となってきているのが現状である。
【0004】そこで、高集積度と高感度の両特性を共に
満たす要求に鑑みて採用されたのがオンチップレンズで
ある。このオンチップレンズを採用したCCD撮像装置
の構造について、その垂直レジスタの転送方向に沿った
断面構造を示す図3を用いて説明する。
【0005】図3において、シリコン等の半導体基板1
01上には、1層目のポリシリコンゲート電極102お
よび2層目のポリシリコンゲート電極103が順に形成
されている。なお、ここでは、説明の簡略化のために、
半導体基板101上のシリコン酸化膜やポリシリコンゲ
ート電極102,103間の層間絶縁膜等については省
略してある。2層目のポリシリコンゲート電極103上
には全面に亘ってアルミニウム等の金属膜が堆積され、
センサ部上部が開口されることによって遮光膜104が
形成されている。
【0006】開口部を含む遮光膜104の上に、Si3N
4 等の保護膜105が全面に亘って形成され、さらに1
層目のポリシリコンゲート電極102および2層目のポ
リシリコンゲート電極103により形成された段差を埋
めてアクリル樹脂やSi O2等による平坦化層106が
形成されている。平坦化技術としては、化学的機械研磨
(Chemical Mechanical Polishing;CMP)を使うなど
の工夫がなされている(例えば、特開平9−55488
号公報参照)。
【0007】ここで、ダイシング時に使用されるスクラ
イブライン領域107については、ダイシング時におけ
る帯電によるゴミの付着などによって不良につながるた
め、CCD撮像装置を形成する一連の工程において形成
された膜を全て除去した状態でダイシングを行うように
なっている。平坦化層106の上にはさらにカラーフィ
ルタ層108が形成され、その上にさらにオンチップレ
ンズ109が形成されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】このように、オンチッ
プレンズを採用した従来のCCD撮像装置では、化学的
機械研磨(CMP)を用いて段差を平坦化し、その平坦
化層106の上にカラーフィルタ層108およびオンチ
ップレンズ109を順に形成した構造を採っている。し
かしながら、化学的機械研磨を用いて平坦化層106を
平坦化してもその平坦化前の初期段差、特に凹部が大き
い場合は研磨されず、段差の発生を完全に抑えることは
できない。
【0009】したがって、いくら形状に優れたオンチッ
プレンズを形成したとしても、下地の平坦化層106の
表面の平坦性が不十分な場合には、スクライブライン領
域107の段差に起因して塗布ムラが生じ、次のカラー
フィルタ層108の形成や、オンチップレンズ109の
高さや光軸が不揃いに形成されるので、色ムラや画像ム
ラが発生するという課題があった。
【0010】なお、スクライブライン領域の段差に起因
する塗布ムラの発生を防止する方法として、フィールド
酸化膜(絶縁膜)を一連の工程途中で除去することなく
残存させておき、オンチップレンズの形成後に表面保護
膜を除去する際に、スクライブライン領域上の絶縁膜を
除去する方法が知られている(例えば、特開平7−33
581号公報参照)。
【0011】しかしながら、この従来例に係る製造方法
は、スクライブライン領域の段差に起因する塗布ムラを
防止する上では有効であるが、ダイシング時の帯電によ
るゴミの付着などによって不良が発生しないようにする
ためには、オンチップレンズの形成後に最終的に、スク
ライブライン領域上の絶縁膜を除去せざるを得なく、そ
の除去のための工程が必要となるため、製造工程が1つ
増えるという新たな課題が発生する。
【0012】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、製造工程を増やすこ
となく、感度ムラや画像ムラを低減し、かつ高感度で小
型化が可能な半導体装置の製造方法を提供することにあ
る。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体装置
の製造方法は、半導体ウエハ表面の素子形成領域および
スクライブライン領域に導電性膜を成膜する工程と、ス
クライブライン領域に導電性膜を残した状態でパターニ
ングする工程と、素子形成領域およびスクライブライン
領域に平坦化膜を形成する工程と、スクライブライン領
域に形成した平坦化膜を除去する工程と、スクライブラ
イン領域にて導電性膜が残存した状態でダイシングする
工程とを有することを特徴としている。
【0014】上記の製造方法において、スクライブライ
ン領域に導電性膜を残した状態でパターニングし、しか
る後素子形成領域およびスクライブライン領域に平坦化
膜を形成することで、スクライブライン領域に残存する
導電性膜によって平坦化前の初期段差が低減されるた
め、平坦化膜の表面の平坦度が上がる。このスクライブ
ライン領域上の導電性膜についてはそのまま除去せずに
残し、ダイシング工程で一緒にスクラブする。このと
き、スクラブされるのが導電性膜であるため帯電するこ
とはなく、したがって素子形成領域にゴミとして付着す
る心配はない。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
【0016】図1および図2は、本発明に係る半導体装
置、例えばCCD撮像装置の製造方法についての処理の
流れを示す工程図である。ここでは、CCD撮像装置に
おける垂直レジスタの転送方向に沿った断面構造をもっ
て一連の処理の流れを示している。
【0017】先ず、半導体基板(ウエハ)11表面の素
子形成領域12およびスクライブライン領域13にポリ
シリコンやアモルファスシリコン等の導電性材料からな
る導電性膜14を成膜するとともに、素子形成領域12
の導電性膜14上には第1層目のゲート電極を形成する
ためのレジストマスク15Aを形成する(工程1)。こ
のとき、スクライブライン領域13の導電性膜14上に
もレジストマスク15Bを形成する。
【0018】続いて、レジストマスク14Aで導電性膜
14上を覆った状態でエッチングを行うことによって1
層目のゲート電極16をパターニングする(工程2)。
このとき、レジストマスク15Bによってスクライブラ
イン領域13の導電性膜14も覆われているため、素子
形成領域12に1層目のゲート電極16が形成されると
同時に、スクライブライン領域13に導電性膜14が残
存する。なお、図面には示していないが、半導体基板1
1表面とゲート電極16および導電性膜14との間には
シリコン酸化膜(絶縁膜)が介在することになる。
【0019】次いで、全面にポリシリコンやアモルファ
スシリコン等の導電性材料からなる導電性膜17を成膜
する(工程3)。続いて、素子形成領域12の導電性膜
17上には2層目のゲート電極を形成するためのレジス
トマスク18Aを形成するとともに、スクライブライン
領域13の導電性膜17上にもレジストマスク18Bを
形成する(工程4)。
【0020】次いで、レジストマスク18Aで導電性膜
17上を覆った状態でエッチングを行うことによって2
層目のゲート電極20をパターニングする(工程5)。
このとき、レジストマスク18Bによってスクライブラ
イン領域13の導電性膜17も覆われているため、素子
形成領域12に2層目のゲート電極20が形成されると
同時に、スクライブライン領域13に導電性膜17が残
存する。なお、図面には示していないが、1層目のゲー
ト電極16と2層目のゲート電極20および1層目の導
電性膜14と2層目の導電性膜17との間には層間絶縁
膜が介在することになる。
【0021】スクライブライン領域13上の1層目の導
電性膜14および2層目の導電性膜17については、途
中工程で除去することなく、後述するダイシング工程で
個々の半導体装置(本例では、CCD撮像装置)に分割
するまで残存させておくこととする。
【0022】続いて、上述した一連の工程と同様に、ア
ルミニウム等の金属膜を全面に堆積し、センサ部上部を
開口することにより遮光層21を形成し、しかる後Si3
N4等の保護層22を全面に形成し、さらに1層目のゲ
ート電極16および2層目のゲート電極20によって生
じた段差を埋めてアクリル樹脂やSi O2 等による平坦
化層23を形成する(工程6)。
【0023】このとき、ダイシング時に使用されるスク
ライブライン領域13については、全ての膜が除去され
ると凹部の初期段差が大きくなるが、1層目の導電性膜
14および2層目の導電性膜17を残存させておくこと
で初期段差を低減できる。一例として、1層目の導電性
膜14および2層目の導電性膜17の膜厚(=1層目の
ゲート電極16および2層目のゲート電極20の膜厚)
を250nmとした場合に、ゲート酸化膜や層間絶縁膜
の膜厚を無視するものとすると、500nm程度のスク
ライブライン領域13の初期段差を回避できる。
【0024】次いで、このまま平坦化層23を化学的機
械研磨(CMP)を用いて平坦化させる(工程7)。こ
のとき、1層目の導電性膜14および2層目の導電性膜
17の残存によってスクライブライン領域13の初期段
差が低減されているため、表面が極めて平坦な平坦化層
23を形成することができる。
【0025】この平坦化処理後、平坦化層23上にカラ
ーフィルタ層24を形成し、その上にさらにオンチップ
レンズ25を形成し、しかる後スクライブライン領域1
3の平坦化層23を除去する(工程8)。なお、スクラ
イブライン領域13の平坦化層23については、カラー
フィルタ層24やオンチップレンズ25を形成する前に
除去することも可能である。
【0026】以上説明した一連の工程を経た後、最終的
に、スクライブライン領域13にて1層目の導電性膜1
4および2層目の導電性膜17が残存した状態でダイシ
ングが行われる。これにより、個々の半導体装置(本例
では、CCD撮像装置)に分割される。
【0027】上述したように、CCD撮像装置の製造に
おいて、スクライブライン領域13に1層目の導電性膜
14および2層目の導電性膜17を残存させた状態で平
坦化層23を形成することにより、これら導電性膜1
4,17によって平坦化前の初期段差を低減できるため
平坦化層23の表面の平坦性を極めて良好なものとする
ことができる。
【0028】これにより、平坦化層23の上にカラーフ
ィルタ層24やオンチップレンズ25を形成する際の塗
布ムラの発生を抑えることができるため、感度ムラや画
像ムラの低減が可能となる。その結果、CCD撮像装置
の性能と信頼性の向上に大きく寄与できることになる。
【0029】また、ダイシング工程でスクライブライン
領域13に残存している膜14,17が、ゲート電極1
6,20を形成するポリシリコン膜やアモルファスシリ
コン膜などの導電性膜であり、これら導電性膜14,1
7を一緒にスクラブしても、スクラブされるのが導電性
材料であるため帯電することはなく、したがって素子形
成領域12にゴミとして付着する心配はない。しかも、
導電性膜14,17を除去するための工程を設けなくて
も良いため、製造工程を増やすことなく、所期の目的を
達成できることになる。
【0030】なお、上記実施形態では、CCD撮像装置
の製造方法に適用した場合について説明したが、本発明
はこれに限られるものではなく、素子形成領域に導電性
膜を形成する工程を有する半導体装置の製造方法全般に
適用可能である。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
スクライブライン領域に導電性膜を残した状態でパター
ニングし、しかる後素子形成領域およびスクライブライ
ン領域に平坦化膜を形成し、スクライブライン領域上の
導電性膜についてはそのまま残して一緒にスクラブする
ようにすることで、製造工程を増やすことなく、初期段
差に起因する塗布ムラの発生を抑えることができるた
め、感度ムラや画像ムラを低減できることになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るCCD撮像装置の製造方法の処理
の流れを示す工程図(その1)である。
【図2】本発明に係るCCD撮像装置の製造方法の処理
の流れを示す工程図(その2)である。
【図3】オンチップレンズを採用したCCD撮像装置の
構造を示す垂直レジスタの転送方向に沿った断面構造図
である。
【符号の説明】
11…半導体基板(ウエハ)、12…素子形成領域、1
3…スクライブライン領域、14,17…導電性膜、1
6…1層目のゲート電極、20…2層目のゲート電極、
21…遮光層、22…保護層、23…平坦化層、24…
カラーフィルタ層、25…オンチップレンズ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4M118 AA06 AA10 AB01 BA10 CA32 CA40 DA18 DA20 EA01 EA17 GB11 GC07 GD04 5C024 CY47 EX43 EX51

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体ウエハ表面の素子形成領域および
    スクライブライン領域に導電性膜を成膜する工程と、 前記スクライブライン領域に前記導電性膜を残した状態
    でパターニングする工程と、 前記素子形成領域および前記スクライブライン領域に平
    坦化膜を形成する工程と、 前記スクライブライン領域に形成した前記平坦化膜を除
    去する工程と、 前記スクライブライン領域にて前記導電性膜が残存した
    状態でダイシングする工程とを有することを特徴とする
    半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記導電性膜はポリシリコン膜またはア
    モルファスシリコン膜であることを特徴とする請求項1
    記載の半導体装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記導電性膜はゲート電極を形成するこ
    とを特徴とする請求項2記載の半導体装置の製造方法。
  4. 【請求項4】 前記半導体装置が固体撮像装置であり、 前記平坦化膜の除去前または除去後に、前記平坦化膜上
    にオンチップレンズを形成する工程を有することを特徴
    とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。
  5. 【請求項5】 前記オンチップレンズを形成する前に前
    記平坦化膜上にカラーフィルタ層を形成することを特徴
    とする請求項4記載の半導体装置の製造方法。
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